MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）即多輸入多輸出技術(shù)，可以在不增加帶寬或總發(fā)射功率的情況下大幅提高系統(tǒng)的吞吐量和傳送距離，因此在LTE、802.11ac等諸多新技術(shù)中被廣泛采用。在產(chǎn)品端，幾乎所有的企業(yè)級(jí)AP、配置WLAN的平板和智能家電都采用了MIMO天線。

　　IEEE在802.11n標(biāo)準(zhǔn)中引入4×4 MIMO技術(shù)，在802.11ac標(biāo)準(zhǔn)中擴(kuò)展到支持最多8×8MIMO天線。在802.11ac標(biāo)準(zhǔn)中高速數(shù)據(jù)速率（理論最高速率6.93Gbps）不僅通過(guò)更寬的信號(hào)帶寬（80MHz/160MHz）、更高階的調(diào)制方式（256QAM）實(shí)現(xiàn)，而且通過(guò)更多的MIMO天線以及波束成型、多用戶MIMO（MU-MIMO）等先進(jìn)的天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

　　更高的信道利用率是要付出代價(jià)的，MIMO系統(tǒng)除了增加天線、收發(fā)器、數(shù)字信號(hào)處理器等硬件成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度外，還帶來(lái)了系統(tǒng)性能驗(yàn)證的挑戰(zhàn)。MIMO性能實(shí)現(xiàn)的基本要求是各個(gè)通路之間信號(hào)不相關(guān)，有良好的隔離度，以及多路信號(hào)在基帶和射頻都有嚴(yán)格的時(shí)鐘同步。這些要求都只有在MIMO系統(tǒng)實(shí)際的工作狀態(tài)下，同時(shí)觀察所有的天線通路才可以驗(yàn)證。單路輪流發(fā)射、外置功分器或開(kāi)關(guān)都無(wú)法驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)際的射頻性能。因?yàn)樾枰嗵资噶啃盘?hào)分析儀（VSA）同時(shí)分析信號(hào)，以及多套矢量信號(hào)源（VSG）同時(shí)發(fā)射信號(hào)，MIMO測(cè)試的復(fù)雜度和成本都比單收單發(fā)（SISO）系統(tǒng)顯著高。PXI系列儀表常常通過(guò)增加機(jī)箱板卡實(shí)現(xiàn)，但這樣帶來(lái)的問(wèn)題除了維護(hù)復(fù)雜外，一套MIMO測(cè)試系統(tǒng)也無(wú)法靈活的拆分使用。對(duì)于很多研發(fā)客戶，常常需要靈活配置測(cè)試資源，將所有測(cè)試資源集中到一套不可拆分的硬件系統(tǒng)里顯然不利于實(shí)際使用。

　　萊特波特公司依托WLAN測(cè)試領(lǐng)域豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，提出靈活的MIMO測(cè)試儀表配置方案。目前主流的WLAN測(cè)試儀表IQxel即可以單獨(dú)使用，也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘同步和觸發(fā)連接組成MIMO測(cè)試系統(tǒng)。IQxel160和IQxel280由于包括了兩套VSA和VSG硬件資源，一臺(tái)儀表就可以進(jìn)行2×2MIMO測(cè)試。IQxel系列儀表的配置如下表所示：

　　注：IQxel可以選件支持藍(lán)牙1.0~4.0，Zigbee，DECT測(cè)試

　　下面分別介紹萊特波特多儀表和單儀表的MIMO測(cè)試方案。

　　多臺(tái)IQxel的MIMO測(cè)試方案。

　　在測(cè)試N×N MIMO信號(hào)時(shí)，只需要將N臺(tái)IQxel組合在一起就可以執(zhí)行MIMO信號(hào)的Tx和Rx測(cè)試。其中一臺(tái)IQxel配置MIMO分析選件作為主單元，輸出時(shí)鐘同步和觸發(fā)信號(hào)。IQxel儀表本身可以提供精確的時(shí)鐘同步和觸發(fā)信號(hào)，因此不需要外置的同步時(shí)鐘。系統(tǒng)配置如圖所示：

　　圖1：IQxel儀表組成的靈活的MIMO測(cè)試方案

　　發(fā)射機(jī)測(cè)試時(shí)，用戶只需要登錄主單元的界面就可以查看所有的測(cè)試結(jié)果。即可以查看單條支路信號(hào)帶寬內(nèi)所有的時(shí)域、頻域、調(diào)制域結(jié)果，也可以查看所有支路對(duì)比的結(jié)果，這樣便于快速發(fā)現(xiàn)某一條支路可能存在的問(wèn)題。一款3天線AP的MIMO測(cè)試結(jié)果如下圖所示：

　　圖2： 3×3 MIMO測(cè)試結(jié)果

　　接收機(jī)測(cè)試中，通過(guò)在主控單元的設(shè)置，IQxel80組成的MIMO系統(tǒng)可以在所有的下行通路播放802.11n標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MCS0~MCS31信號(hào)，以及802.11ac標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的MCS0到MCS9信號(hào)。除了播放標(biāo)準(zhǔn)的WLAN MIMO信號(hào)外，IQxel還可以加載客戶自定義的波形文件。在IQxel界面中，客戶也可以方便的生成各種數(shù)據(jù)速率（MCS）、數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、信道帶寬、天線數(shù)等參數(shù)的MIMO信號(hào)。由于采用了不同的儀表發(fā)射下行信號(hào)，而且不需要合路器等器件，IQxel的MIMO系統(tǒng)信號(hào)之間有非常好的隔離度。

　　如果需要測(cè)試11ac草案中160MHz或者80+80MHz信號(hào)，客戶需要使用IQxel160搭建MIMO測(cè)試系統(tǒng)。IQxel160可以分析和發(fā)射連續(xù)160MHz以及任意間隔的80+80MHz 11ac信號(hào)。

　　單臺(tái)IQxel的MIMO測(cè)試方案

　　IQxel160是萊特波特針對(duì)芯片和研發(fā)客戶推出的測(cè)試儀表，支持802.11ac草案中定義的連續(xù)和非連續(xù)160MHz信號(hào)分析。IQxel160中配備兩套VSA和VSG硬件資源，除了可以分析160MHz 11ac信號(hào)，還可以分析20MHz、40MHz和80MHz的2×2MIMO信號(hào)。儀表內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)兩套硬件資源的同步和觸發(fā)。無(wú)需額外的配置，用戶即可快速實(shí)現(xiàn)2×2MIMO測(cè)試。

　　IQxel280是萊特波特針對(duì)生產(chǎn)線的高吞吐量并行測(cè)試方案。IQxel280內(nèi)部也配置了兩套VSA和VSG硬件資源，單臺(tái)儀表就可以進(jìn)行80MHz以下信號(hào)的2×2MIMO測(cè)試。

　　單臺(tái)IQxel的MIMO測(cè)試方案如下圖所示：

　　圖3：IQxel160和IQxel280 MIMO測(cè)試方案

　　希望了解更多的WLAN測(cè)試技術(shù)，歡迎聯(lián)系萊特波特，或者登錄我們的網(wǎng)站 www.litepoint.com/cn.

作者簡(jiǎn)介：

　　呂文先生2007年畢業(yè)于北京郵電大學(xué)，獲得電磁場(chǎng)與微波技術(shù)碩士學(xué)位。長(zhǎng)期從事無(wú)線電測(cè)量、電磁兼容和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作?，F(xiàn)就職于萊特波特公司現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)部門，負(fù)責(zé)無(wú)線局域網(wǎng)測(cè)試儀器的應(yīng)用推廣、技術(shù)支持和測(cè)試方案設(shè)計(jì)等工作。

?